신형 제초제 글루포시네이트암모늄의 자동 생산을 위한 핵심 장비, 신형 원통형 필터 세척기 2-in-1

글루포시네이트암모늄은 세계적으로 대량 생산되는 제초제 중 하나입니다. 글리포세이트와 비교했을 때, 글루포시네이트암모늄은 일부 다년생 악성 잡초 제거에 더 효과적이며, 경제적 가치가 높은 작물 재배 분야에서 경쟁력이 뛰어납니다. 우수한 제초제인 글루포시네이트암모늄은 내성 유전자 도입에 매우 적합합니다.

이러한 유전자 변형 작물은 북미뿐만 아니라 최근 몇 년 동안 아시아, 호주, 유럽 등 여러 국가 및 지역에서도 흔히 재배되고 있습니다. 유전자 변형 기술의 급속한 발전으로 글루포시네이트 암모늄의 시장 전망은 매우 밝습니다.

새로운 제초제인 글루포시네이트 암모늄의 기존 정제 공정

(1) 농축액의 제조

1-(메틸에톡시포스포노)-부티로니트릴 용액을 염산으로 환류 산분해한 후, 글루포시네이트-염산암모늄 반응 용액을 얻고, 이어서 글루포시네이트-염산암모늄 반응 용액을 감압 증류하여 묽은 염산을 제거하여 농축 용액 A를 얻는다. 농축 용액 A에 암모니아수를 첨가하고 pH를 5-10으로 조정한 후, 가열하여 고르게 분산될 때까지 가열 및 교반을 계속하고, 마지막으로 감압 증류하여 물을 제거하여 농축 용액 B를 얻는다.

(2) 글루포시네이트 암모늄의 조결정화 및 고액 분리

농축 용액 B에 부유 용매인 알코올을 첨가하고 가열하여 고르게 분산시킨 후 냉각시키고, 다시 고르게 분산될 때까지 교반한다. 15~50°C의 부유 온도에서 고르게 교반된 물질을 슈트에 천천히 투입한다. 슈트를 통과하는 동안 주성분과 이차염의 비중 차이로 인해 주성분 입자의 10~30%는 부유 용매인 알코올의 흐름과 함께 집광조로 이동하고, 이차염 입자의 70~90%는 비중 차이로 인해 슈트로 침전된다. 슈트에 침전된 이차염은 수집하여 고체와 액체로부터 분리한다.

(3) 글루포시네이트 암모늄 정제, 여과, 세척 및 건조

여과 케이크를 부유 용매인 알코올로 두 번 세척하고, 여액을 수집 탱크에 있는 주성분 함유 알코올 용액과 혼합합니다. 수집 탱크에 있는 주성분 함유 알코올 용액을 회수 용기로 옮겨 감압 하에서 증류 및 탈용매화한 후, 메탄올을 함유한 물을 첨가합니다. 온도가 상승하여 분산이 균일해지면 암모니아를 통과시켜 pH를 8 이상으로 조정한 후, 온도를 낮추고 고체와 액체를 분리합니다. 여과 케이크를 수성 메탄올로 두 번 세척한 후 건조하여 최종 제품인 글루포시네이트 암모늄을 얻습니다.

글루포시네이트 암모늄의 기존 합성 및 정제 공정의 기술적 문제점

글루포시네이트 암모늄의 생산 공정은 복잡합니다. 13단계의 반응 공정을 거쳐 제품을 생산하는 데 보름 이상이 소요됩니다. 따라서 막대한 투자 비용, 복잡한 생산 공정, 높은 기술 요구 조건, 높은 안전 압력, 엄격한 환경 보호 요건 등의 특징을 가지고 있습니다.

(1) 원료 및 공정 반응의 안전 관리가 어렵다

기존의 글루포시네이트 암모늄 합성 공정은 10가지 이상의 화학 원료를 사용하는데, 대부분 가연성, 폭발성, 저인화점 등의 화학적 특성을 지니고 있으며, 특히 시안화나트륨은 독성이 매우 강한 물질로, 조금만 부주의해도 안전사고를 초래할 수 있습니다. 또한, 공정의 여러 단계는 엄격한 무수 및 무산소 밀폐 환경에서 진행되어야 합니다.

(2) 3가지 폐기물의 대량 배출

합성 경로는 비교적 길고 증류, 정류, 여과 등 10개 이상의 공정 단계로 세분화되어 있으며, 각 단계에서 처리하기 어렵고 환경 보호에 부담을 주는 세 가지 종류의 폐기물이 발생합니다. 글루포시네이트 암모늄 제품 1톤 생산 시 약 60톤의 공정 폐수가 발생하며, 대부분의 폐수는 건조 증발시켜 폐기물 잔류물을 얻어야 합니다. 일부 폐기물 잔류물과 결정화 잔여물은 재활용이 어렵습니다.

(3) 제품 수율이 낮다

독일의 바이엘과 비교했을 때, 국내 글루포시네이트 암모늄 생산 비용은 상대적으로 높으며, 국제 시장에서 가격 경쟁력이 없다.

(4) 연속 자동화 생산을 달성하지 못하고 생산 라인 설비에 대한 투자가 과도함

해외와 비교했을 때, 국내 기업들이 생산하는 글루포신산암모늄 기술 제품의 품질에는 일정 수준의 격차가 있습니다. 국내 기업들은 생산 설비에 대한 요구 조건이 더 높고, 설비 유지 보수에 많은 투자를 해야 합니다.

신형 제초제 글루포시네이트암모늄의 자동 생산을 위한 핵심 장비, 신형 원통형 필터 세척 2-in-1

여과 및 세척 장비의 기능은 반응으로 얻은 조 글루포신산암모늄 슬러리의 고액 분리를 수행하고, 얻어진 글루포신산암모늄 여과 케이크를 세척액으로 세척하여 여과 케이크에 남아 있는 염화암모늄 및 무기염, 기타 부산물을 제거하는 것입니다. 현재 대부분의 글루포신산암모늄 제조업체는 여과 프레스, 원심분리기, 미세다공성 필터, 신형 원통형 여과 및 세척 일체형 장비 등을 포함하는 통합 여과 및 세척 장비를 사용하고 있습니다.

(1) 필터 프레스

필터 프레스는 흔히 사용되는 여과 및 세척 장비입니다. 기존의 필터 프레스는 공급, 압착, 공기 분사, 배출 등 전체 여과 공정을 수작업으로 진행해야 했습니다. 특히 배출 작업이 노동 집약적이고, 필터 케이크 제거가 어려우며, 전체 공정 주기가 길고, 처리 용량이 작으며, 탈수 및 세척 효과가 떨어지고, 재질이 주로 주철이라 무겁고 마모가 심하다는 단점이 있었습니다.

최근 몇 년 동안 필터 프레스의 기술 수준이 크게 향상되었고, 자동 필터 프레스가 널리 사용되고 있습니다. 필터 프레스 공정 전체가 자동화되어 있으며, 재질은 스테인리스강 또는 합성 소재로 제작되고, 필터 챔버는 구조적으로 크고 확장되었습니다. 다이어프램 설계와 향상된 여과 압력으로 처리 용량이 크고, 필터 프레스 사이클이 짧으며, 탈수 효율이 높고 세척 효과가 우수하여 글루포신산암모늄 정제의 생산 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

(2) 원심분리기

원심분리기는 원심력을 이용하여 액체와 고체 입자 또는 액체 혼합물 내의 서로 다른 성분을 분리하는 기계입니다. 원심분리기의 핵심 부품은 드럼으로, 자체 축을 중심으로 고속 회전하며 일반적으로 전기 모터로 구동됩니다. 고체-액체 혼합물이 드럼에 들어가면 드럼과 동일한 속도로 빠르게 회전하게 되고, 원심력에 의해 고체와 액체가 분리됩니다. 고체 입자는 드럼의 내벽에 걸러지고, 액체는 원심분리기 밖으로 배출됩니다.

일반적으로 사용되는 원심분리기의 종류로는 삼족 원심분리기, 평판형 원심분리기, 수평 스크류 원심분리기, 디스크 분리기, 튜브 분리기 등이 있다. 그중 삼족 원심분리기와 평판형 원심분리기는 글루포시네이트 암모늄의 합성 및 정제 생산에 적합하다.

(3) 미세다공성 필터

미세다공성 필터는 높은 작동 효율과 정밀한 여과 성능을 특징으로 하는 새로운 유형의 고액 분리 장비입니다. 미세다공성 필터는 특수 폴리머인 PE 및 PA 미세다공성 튜브를 수직 밀폐 본체에 매달아 놓은 구조이며, 여과액은 이 미세다공성 튜브를 통해 배출됩니다.

최근 초미세 분말 생산에서 여과 및 세척 공정이 더욱 효율적으로 적용되고 있다. 장유신(Zhang Youxin) 외 연구진은 미세다공성 필터를 이용하여 입자 크기가 작고 점도가 높은 초미세 탄산코발트 분말을 여과 및 세척하였다. 최종 세척에 필요한 물의 양은 시간당 4.0톤이며, 이를 통해 나트륨 함량을 0.005% 미만으로 낮추고 금속 회수율을 99.7% 이상으로 높일 수 있었다. 또한, 모액 내 금속 코발트 함량은 20mg/L, 여과 케이크의 수분 함량은 약 20%였다.

(4) 새로운 유형의 원통형 필터 세척 2-in-1

여과와 세척 기능을 모두 갖춘 "투인원" 장비는 여과, 세척, 건조 기능을 모두 갖춘 "쓰리인원" 장비를 간소화한 제품입니다.

밀폐 용기 내에서 여과 및 세척의 두 공정을 완료하는 이 장비는 주로 제약 산업에서 사용되며, 가연성, 폭발성 및 독성 제품의 연속 생산 문제를 해결합니다. 특히 높은 세척 효과가 요구되는 물질에 적합하며, 작업 과정의 노동 강도를 줄이고 완제품 손실을 최소화할 수 있습니다.

장점

(1) 새로운 원통형 여과 및 세척 조합은 반응, 추출, 여과, 반복 여과, 세척, 건조 등의 작업을 단일 기계에서 완료하고 완제품을 직접 얻을 수 있습니다.

(2) 작동이 유연하며 필터 압력차, 회전 속도, 스크류 압출 가이드 레일 등을 조정하여 작동 주기를 조정하여 공정 조건의 변화에 ​​적응할 수 있습니다.

(3) 이 기계는 필터 케이크 여과 없이 필터 매체 표면에 얇은 필터 케이크를 형성할 수 있으며 단위 여과 면적당 높은 여과 속도를 가지며 장비 구조가 콤팩트합니다.

(4) 독성, 인화성, 폭발성 위험물 및 오염을 허용하지 않는 신선 식품 생물학적 제품을 취급하기에 특히 적합한 우수한 작동 환경을 갖춘 완전 밀폐 시스템.

(5) 세척 및 여과가 가능합니다.

특히 세척이 필요한 경우, 현탁 상태에서 철저하게 세척한 후 최종적으로 여과하여 물질 이동 과정을 줄이고 오염과 폐기물을 감소시켜 고품질의 제품을 생산합니다.

(6) 반응, 여과 및 건조의 세 가지 작업에 사용할 수 있으며 3개 단위 장비의 기능을 완성하여 장비 비용, 바닥 공간, 노동 강도, 에너지 소비 등을 크게 줄입니다.

(7) 이 기계의 전력 소비량이 낮고 압출 케이크의 수분 함량이 일반 3그룹 평면형보다 낮으며 조작이 간편합니다.

신규 제초제인 글루포시네이트암모늄의 정제는 글루포시네이트암모늄 제조 공정에서 필수적인 단계이며, 핵심 장비의 선정은 제품의 성능에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 우시 장화기계(Wuxi ZhangHua Machinery)에서 개발 및 생산한 새로운 원통형 여과 및 세척 복합 설비는 글루포시네이트암모늄의 고액 분리, 정제 및 정련을 위한 새로운 방법으로, 정제 과정에서 발생하는 3대 폐기물을 효과적으로 줄이고, 장비의 수명을 연장하며, 정제 작업을 간소화합니다. 또한 제품 순도를 향상시키고 정제 비용을 절감하는 효과를 제공하여 향후 적용 전망이 밝습니다.